Đánh giá khả năng kháng chấn của một số công trình hiện hữu tại thành phố đà nẵng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NHẬT TRÌNH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG CHẤN CỦA MỘT SỐ CƠNG TRÌNH HIỆN HỮU TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NHẬT TRÌNH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG CHẤN CỦA MỘT SỐ CƠNG TRÌNH HIỆN HỮU TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình Dân dụng công nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRẦN QUANG HƯNG Đà Nẵng - Năm 2018 LỜI CẢM ƠN Với kiến thức tích lũy suốt thời gian học tập, nghiên cứu chương trình cao học Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng, với quan tâm, giúp đỡ tận tình Ban Giám Hiệu nhà trường, quý thầy cô, hồn thành luận văn thạc sĩ Với lòng biết ơn trân trọng, chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu nhà trường, lãnh đạo Khoa Xây dựng Dân dụng Công nghiệp hỗ trợ, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập nghiên cứu, thực hồn thành luận văn Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần Quang Hưng quan tâm, giúp đỡ tận tình hướng dẫn, giúp cho tơi hồn thành tốt luận văn thạc sĩ Do thời gian có hạn điều kiện nghiên cứu hạn chế nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận góp ý để hồn thiện nội dung Một lần nữa, tơi xin chân thành cảm ơn kính chúc quý thầy ln mạnh khỏe, hạnh phúc Kính chúc Trường Đại học Bách khoa đạt nhiều thành công thời gian đến Đà Nẵng, ngày 11 tháng năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Nhật Trình LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết tính tốn nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác./ Đà Nẵng, ngày 11 tháng năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Nhật Trình MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Bố cục luận văn CHƯƠNG MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ ĐỘNG ĐẤT VÀ TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘNG ĐẤT LÊN CÔNG TRÌNH 1.1 Tổng quan Động đất 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Nguyên nhân a) Nguyên nhân nội sinh b) Nguyên nhân ngoại sinh c) Nguyên nhân nhân sinh 1.1.3 Các cấp độ động đất a) Thang đo Richter b) Thang đo MM (Modified Mercalli) c) Thang đo MSK (Medvedev-Sponheuer-Karnik) 1.1.4 Động đất thành phố Đà Nẵng 1.2 Tác động Động đất lên cơng trình 1.2.1 Ảnh hưởng Động đất đến cơng trình, tài sản người a) Các dạng tác động b) Tổn thất người 1.2.2 Ứng xử kết cấu khung BTCT chịu tải trọng động đất a) Khung BTCT b) Sàn tường xây c) Nội lực công trình 10 CHƯƠNG LÝ THUYẾT TÍNH TỐN, THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT VÀ THỰC TRẠNG MỘT SỐ CƠNG TRÌNH ĐÃ THI CƠNG XÂY DỰNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 12 2.1 Tính tốn tải trọng động đất 12 2.1.1 Biểu diễn tổng quát tác động động đất 12 2.1.2 Phổ thiết kế không thứ nguyên dùng cho phân tích đàn hồi 12 2.1.3 Các phương pháp tính tốn tải trọng động đất 13 2.1.3.1 Phương pháp phân tích tĩnh lực ngang tương đương 13 2.1.3.2 Phương pháp phân tích phổ phản ứng 14 2.2 Thiết kế công trình chịu động đất 17 2.2.1 Những nguyên tắc 17 2.2.1.1 Tính đơn giản kết cấu 17 2.2.1.2 Tính đồng đều, đối xứng siêu tĩnh kết cấu 17 2.2.1.3 Kết cấu có độ cứng độ bền theo 02 phương 17 2.2.1.4 Kết cấu có độ cứng độ bền chống xoắn 18 2.2.1.5 Sàn tầng có ứng xử cứng 18 2.2.1.6 Nhà có móng thích hợp 18 2.2.2 Tiêu chí tính đặn kết cấu 18 2.2.2.1 Tiêu chí tính đặn mặt 18 2.2.2.2 Tiêu chí tính đặn mặt đứng 19 2.2.3 Chọn cấu hình kết cấu hợp lý 20 2.3 Một số yêu cầu cấu tạo 23 2.3.1 Yêu cầu vật liệu kích thước 23 2.3.1.1 Yêu cầu vật liệu 23 2.3.1.2 u cầu kích thước hình học 23 2.3.2 Yêu cầu cấu tạo 24 2.3.2.1 Dầm 24 2.3.2.2 Cột 26 2.3.2.3 Nút dầm - cột 28 2.3.2.4 Móng 28 2.4 Thực trạng số cơng trình thi cơng xây dựng địa bàn thành phố Đà Nẵng 28 2.4.1 Tổng quan 28 2.4.2 Cơng trình dạng Khách sạn 29 2.4.2.1 Khách sạn Phú Mỹ Xuân (8 tầng) 29 2.4.2.2 Khách sạn Thanh Hoa (8 tầng) 29 2.4.3 Cơng trình dạng Văn phòng làm việc 29 2.4.3.1 Trụ sở thành đoàn thành phố Đà Nẵng (04 tầng) 29 2.4.3.2 UBND phường Hòa Khánh Bắc (02 tầng) 29 2.4.4 Cơng trình dạng Nhà dân dụng 30 2.4.4.1 Nhà Ông Cường (2,5 tầng) 30 2.4.4.2 Nhà Bà Hằng (2,5 tầng) 30 2.4.5 Tổng quan sơ khả kháng chấn cơng trình 30 CHƯƠNG TÍNH TỐN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG CHẤN CỦA CÁC CƠNG TRÌNH HIỆN HỮU 32 3.1 Khách sạn Phú Mỹ Xuân (08 tầng) 32 3.1.1 Đánh giá phù hợp bố trí hệ kết cấu tổng thể 32 a) Tính đặn mặt 32 b) Tính đặn mặt đứng 32 3.1.2 Đánh giá phù hợp cấu tạo kết cấu 32 a) Vật liệu 32 b) Kích thước hình học 32 c) Cấu tạo 33 3.1.3 Đánh giá độ bền kết cấu 35 a) Thông số tính tốn 35 b) Phân tích dao động cơng trình 35 c) Trọng lượng hữu hiệu mode dao động 36 d) Phân phối lực động đất lên cao trình sàn tầng 38 e) Tính tốn kiểm tra kết cấu 38 f) Tổ hợp tải trọng 39 g) Tính tốn, kiểm tra điều kiện bền kết cấu 39 h) Kiểm tra độ cứng kết cấu 48 3.2 Các công trình lại 50 3.3 Tổng hợp kết 50 3.3.1 Tổng hợp kết kiểm tra phù hợp bố trí hệ kết cấu tổng thể 50 3.3.2 Tổng hợp kết kiểm tra phù hợp cấu tạo kết cấu 51 3.3.3 Tổng hợp kết kiểm tra độ bền kết cấu 52 3.3.4 Tổng hợp kết kiểm tra độ cứng kết cấu 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO) PHỤ LỤC 55 Một số vẽ (Kiến trúc, Kết cấu) cơng trình dùng tính tốn, khảo sát Luận Văn 55 Khách sạn Phú Mỹ Xuân (8 tầng) 55 1.1 Hồ sơ thiết kế kiến trúc (cơ bản) 55 1.2 Hồ sơ thiết kế kiến cấu (cơ bản) 58 Khách sạn Thanh Hoa (8 tầng) 63 2.1 Hồ sơ thiết kế kiến trúc (cơ bản) 63 2.2 Hồ sơ thiết kế kiến cấu (cơ bản) 65 Trụ sở thành đoàn thành phố Đà Nẵng (04 tầng) 69 3.1 Hồ sơ thiết kế kiến trúc (cơ bản) 69 3.2 Hồ sơ thiết kế kiến cấu (cơ bản) 72 UBND phường Hòa Khánh Bắc (02 tầng) 78 4.1 Hồ sơ thiết kế kiến trúc (cơ bản) 78 4.2 Hồ sơ thiết kế kiến cấu (cơ bản) 80 Nhà Ông Cường (2,5 tầng) 83 5.1 Hồ sơ thiết kế kiến trúc (cơ bản) 83 5.2 Hồ sơ thiết kế kiến cấu (cơ bản) 85 Nhà Bà Hằng (2,5 tầng) 90 6.1 Hồ sơ thiết kế kiến trúc (cơ bản) 90 6.2 Hồ sơ thiết kế kiến cấu (cơ bản) 92 PHỤ LỤC 97 Kết tính tốn, kiểm tra 05 cơng trình lại 97 Khách sạn Thanh Hoa (08 tầng) 97 1.1 Đánh giá phù hợp bố trí hệ kết cấu tổng thể 97 1.1.1 Tính đặn mặt 97 1.1.2 Tính đặn mặt đứng 97 1.2 Đánh giá phù hợp cấu tạo kết cấu 97 1.2.1 Vật liệu 97 1.2.2 Kích thước hình học 97 1.2.3 Cấu tạo 97 1.3.Đánh giá độ bền kết cấu 98 1.3.1 Tải trọng động đất 98 1.3.2 Kiểm tra kết cấu 99 Trụ sở Thành Đoàn thành phố Đà Nẵng (04 tầng) 103 2.1 Đánh giá phù hợp bố trí hệ kết cấu tổng thể 103 2.1.1 Tính đặn mặt 103 2.1.2 Tính đặn mặt đứng 103 2.2 Đánh giá phù hợp cấu tạo kết cấu 103 2.2.1 Vật liệu 103 2.2.2 Kích thước hình học 104 2.2.3 Cấu tạo 104 2.3 Đánh giá độ bền kết cấu 105 2.3.1 Tải trọng động đất 105 2.3.2 Tính tốn kiểm tra kết cấu 106 UBND phường Hòa Khánh Bắc (02 tầng) 111 3.1 Đánh giá phù hợp bố trí hệ kết cấu tổng thể 111 3.1.1 Tính đặn mặt 111 3.1.2 Tính đặn mặt đứng 111 3.2 Đánh giá phù hợp cấu tạo kết cấu 111 3.2.1 Vật liệu 111 3.2.2 Kích thước hình học 112 3.2.3 Cấu tạo 112 3.3 Đánh giá độ bền kết cấu 113 3.3.1 Tải trọng động đất 113 3.3.2 Tính tốn kiểm tra kết cấu 114 Nhà Ông Cường (2,5 tầng) 118 4.1 Đánh giá phù hợp bố trí hệ kết cấu tổng thể 118 4.1.1 Tính đặn mặt 118 4.1.2 Tính đặn mặt đứng 118 4.2 Đánh giá phù hợp cấu tạo kết cấu 118 4.2.1 Vật liệu 118 4.2.2 Kích thước hình học 118 4.2.3 Cấu tạo 119 4.3 Đánh giá độ bền kết cấu 120 4.3.1 Tải trọng động đất 120 4.3.2 Tính tốn kiểm tra kết cấu 120 Nhà Bà Hằng (2,5 tầng) 123 5.1 Đánh giá phù hợp bố trí hệ kết cấu tổng thể 123 5.1.1 Tính đặn mặt 123 5.1.2 Tính đặn mặt đứng 123 5.2 Đánh giá phù hợp cấu tạo kết cấu 123 5.2.1 Vật liệu 123 5.2.2 Kích thước hình học 123 5.2.3 Cấu tạo 124 5.3 Đánh giá độ bền kết cấu 125 5.3.1 Tải trọng động đất 125 5.3.2 Tính tốn kiểm tra kết cấu 126 10 ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG CHẤN CỦA MỘT SỐ CƠNG TRÌNH HIỆN HỮU TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Học viên: Nguyễn Nhật Trình Chuyên ngành: Kỹ thuật XDCT DD & CN Mã số: 60.58.02.08 Khóa: 32 Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN Tóm tắt – Nước ta ban hành tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn TCVN 9386:2012 dựa tiêu chuẩn Eurocode Các cơng trình nhà cửa nước ta nói chung, thiết kế trước năm 2006 hay sau này, đại đa số chưa quan tâm đến tải trọng động đất (trừ nhà cao tầng) Thông qua việc khảo sát hồ sơ thiết kế, đề tài tập trung đánh giá khả kháng chấn số công trình hữu xây dựng thành phố Đà Nẵng bao gồm: cấu tạo kháng chấn khả chịu lực cơng trình động đất xảy Kết cho thấy hầu hết cơng trình khơng đạt tiêu chí cấu tạo kháng chấn không đảm bảo khả chịu lực có động đất xảy Từ khóa – Động đất; Thiết kế kháng chấn; Khả kháng chấn; Cấu tạo kháng chấn, Nhà bê tông cốt thép EARTHQUAKE RESISTANCE EVALUATION OF SOME EXISTING BUILDINGS IN DA NANG CITY Abstract – In Vietnam, seismic analysis and design of building is mentioned by TCVN 9386: 2012 standard, which is translated from Eurocode with adaptations In general, a lot of buildings designed before 2006 or later are designed without earthquake load (except for tall buildings) By examining the design documnents of some existing buildings in Danang city, this study focused on assessing the structural resistance under earthquake load including: Structural Earthquake requirement and the bearing capacity of building when earthquake happens Results show that most of buildings not guarantee Structural Earthquake requirement and the bearing capacity of building when earthquake happens Key words – Earthquake load; Seismic design; Earthquake resistance; Structural Earthquake requirement, Reinforced concrete building 116 BẢNG KIỂM TRA DẦM KHUNG TRỤC C B20 Cấp bền BT: Rb = 11.5 Mpa Eb = 27,000 Tầng Đoạn dầm Tiết diện 1-2 0.5L L 2-3 0.5L L 3-4 0.5L L CX1 L M b (kN.m) (cm) -40.84 20 31.19 20 13.86 20 33.69 20 -52.26 20 15.61 20 -47.30 20 30.17 20 -7.95 20 -1.78 20 -43.31 20 20.62 20 -41.25 20 14.01 20 9.74 20 30.67 20 -48.05 20 33.71 20 -8.11 20 h (cm) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 bf ' (cm) 20 120 120 120 20 120 20 120 20 20 20 120 20 120 120 120 20 120 20 C.thép: AII Mpa hf ' (cm) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Cốt thép Rs=Rsc= 280 Es= AsTT (cm ) Mpa ξR= 0.623 210,000 Mpa αR= 0.429 a ho (cm) (cm) ξ αm Mgh (kN.m) Kết luận Trên 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Không đảm bảo Dưới 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Đảm bảo Trên 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Đảm bảo Dưới 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Đảm bảo Trên 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Không đảm bảo Dưới 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Đảm bảo Trên 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Không đảm bảo Dưới 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Đảm bảo Trên 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Đảm bảo Dưới 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Đảm bảo Trên 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Không đảm bảo Dưới 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Đảm bảo Trên 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Không đảm bảo Dưới 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Đảm bảo Trên 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Đảm bảo Dưới 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Đảm bảo Trên 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Không đảm bảo Dưới 2Ø20 6.28 4.00 26.0 0.25 0.222 34.59 Đảm bảo Trên 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo 117 1-2 0.5L L 2-3 0.5L L 3-4 0.5L L CX2 -4.04 20 -30.82 20 38.57 20 -2.29 20 31.28 20 -41.27 20 3.67 20 -29.77 20 4.52 20 -6.00 20 -4.96 20 -23.95 20 11.04 20 -25.25 20 10.10 20 6.15 20 16.15 20 -36.25 20 12.41 20 -12.76 20 -6.13 20 20 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 20 120 20 120 20 120 20 120 20 20 20 120 20 120 120 120 20 120 20 20 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Dưới 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Trên 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Không đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Không đảm bảo Trên 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Không đảm bảo Trên 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Không đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Trên 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Không đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Trên 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Trên 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Trên 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Trên 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Trên 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Không đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Trên 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 26.1 0.21 0.185 29.02 Đảm bảo 118 c) Chuyển vị đỉnh Chuyển vị đỉnh lớn nhất: ∆ = 11,7cm = 0,117m => ∆/H = 0,117/8,5 = 0,0137 > [f] = 1/500 = 0,002 => Cơng trình khơng đảm bảo chuyển vị đỉnh d) Chuyển vị tương đối tầng Chuyển vị ngang tương đối tầng (tầng tầng 3) có giá trị ∆ > 0,005 => Cơng trình khơng đảm bảo chuyển vị ngang tương đối Kết luận chung: Khung ngang trục C – UBND phường Hòa Khánh Bắc tác dụng tải trọng động đất: - Cột: Nội lực cột tầng tăng lớn, dẫn đến cột không đảm bảo khả chịu lực - Dầm: Đối với dầm khung ngang nhà tầng, nội lực đầu dầm tăng cao dẫn đến không đảm bảo khả chịu lực Các dầm dọc nhà, nội lực tăng không đáng kể, đảm bảo khả chịu lực Qua khảo sát, khung trục C không đủ khả chịu lực động đất xảy Nhà Ơng Cường (2,5 tầng) Đối với cơng trình này, tác giả chọn khung trục để tính tốn, kiểm tra 4.1 Đánh giá phù hợp bố trí hệ kết cấu tổng thể 4.1.1 Tính đặn mặt Cơng trình thiết kế đảm bảo tiêu chí đặn mặt trình bày mục 2.2.2.1, Luận văn theo quy định điểm 4.2.3.2, tiêu chuẩn TCVN 9386-2012 4.1.2 Tính đặn mặt đứng Cơng trình thiết kế khơng đảm bảo tiêu chí đặn mặt đứng trình bày mục 2.2.2.2, Luận văn theo quy định điểm 4.2.3.3, tiêu chuẩn TCVN 9386-2012 4.2 Đánh giá phù hợp cấu tạo kết cấu 4.2.1 Vật liệu - Cơng trình sử dụng bê tơng cấp độ bền B20 (M250) cho khung có Rb= 11,5MPa < 13,3MPa (C16/20) => Không đảm bảo yêu cầu tối thiểu - Cơng trình sử dụng thép có gờ, nhóm thép AII làm cốt chịu lực cho khung chịu lực chính, Rs = 280MPa, giới hạn chảy 290MPa Không đảm bảo u cầu tối thiểu 4.2.2 Kích thước hình học Cấu kiện Yêu cầu theo tiêu chuẩn Cấu tạo cơng trình thi cơng Đánh giá Ghi Dầm θ ≤ bc/4 = 0,05m θ = 0,0m Phù hợp θ: Khoảng cách trục qua trọng tâm dầm, cột 119 Cột bw ≤ {bc + hw; 2bc} = 0,4m bw = 0,2m Phù hợp hc ≥ l/10 = 0,25m hc = 0,25m Phù hợp bw : Chiều rộng dầm kháng chấn 4.2.3 Cấu tạo Cấu kiện Yêu cầu theo tiêu chuẩn Cấu tạo công trình thi cơng Bố trí thép vùng nén ≥ 1/2 thép vùng kéo  ≤ max = 0,0263 Đánh giá Phù hợp  = 0,0134 Phù hợp Dầm : Hàm lượng thép vùng kéo : Hàm lượng thép vùng kéo bé suốt chiều dài dầm  ≥ min = 0,0016  = 0,0134 Phù hợp dbw ≥ dbw = Phù hợp dbw: Đường kính cốt đai sbw ≤ smin = 87,5 mm sbw = 100 Không phù hợp sbw: Khoảng cách cốt đai 0,01 ≤ 1 ≤ 0,04 1 = 0,027 Phù hợp 1: Tổng hàm lượng cốt thép dọc wd = 8,4 > 0,047 Phù hợp Sự bó chặt lõi bêtơng dbw ≥ dbw = Phù hợp dbw: Đường kính cốt đai s ≤ smin = 75 mm sbw = 100 Không phù hợp sbw: Khoảng cách cốt đai  bc    0,035  b0  wd  30  d  sy ,d  Cột Ghi ld ≤ 200 ld = 118 Phù hợp ld: Khoảng cách cốt thép dọc cạnh Nút dầm – cột dbw ≥ Khơng bố trí Khơng phù hợp Cốt đai nút Móng bw,min = 0,25m, hw,min = 0,4m Dầm móng bxh = 0,2x0,3m Khơng phù hợp 120 4.3 Đánh giá độ bền kết cấu 4.3.1 Tải trọng động đất - Địa điểm xây dựng: Quận Hải Châu, thành phố Đà Nẵng; - Gia tốc nền: agR = 0,1006g; - Hệ số tầm quan trọng: γ1 = 0,75; - Loại đất thiết kế: D; - Hệ số ứng xử: Do số điều kiện cấu tạo, kích thước hình học, … hệ kết cấu chưa đảm bảo nên vào quy định mục 2.2.2, TCVN 9386-2012, chọn q = 1,5; - Gia tốc thiết kế: ag = γ1.agR = 0,0755g Bảng lực cắt đáy cao trình sàn tầng: BẢNG PHÂN PHỐI LỰC CẮT ĐÁY LÊN CAO TRÌNH TẦNG PHƯƠNG OX PHƯƠNG OY Mode Mode Mode Mode Chu kì dao động T1 = 0.725 0.083 0.599 0.076 Phổ thiết kế Sd(T) = 0.170 0.110 0.170 0.106 Trọng lượng hữu hiệu Wi,i = 2141.3 852.0 2107.9 612.4 Lực cắt đáy FX,i 363.5 93.9 357.8 65.1 PHÂN PHỐI LỰC CẮT ĐÁY LÊN CAO TRÌNH TẦNG PHƯƠNG OX PHƯƠNG OY STT Story Wj (kN) Mode Mode Mode Mode 2 Story2 607.9 78.109 56.3587 72.365 51.2417 Story3 486.4 64.763 49.1145 61.897 32.2601 Story4 443.1 76.411 -6.1012 76.623 -13.272 Story5 433.7 77.033 -5.9718 78.559 -5.5674 Story6 278.8 67.19 0.51194 68.394 0.47727 4.3.2 Tính tốn kiểm tra kết cấu a) Cột Cột trụcA (C1) Tầng Tiết diện Cx Cy Thép cột bố trí Thép Ast Sơ đồ bố trí thép Kết (cm) (cm) (cm ) 20 30 8Ø16 16.08 Không đạt 20 30 8Ø16 16.08 Không đạt Mái 20 30 8Ø14 12.32 Không đạt 121 Cột trục B (C2) Tầng Tiết diện Thép cột bố trí Cx Cy (cm) (cm) 20 30 8Ø16 16.08 Không đạt 20 30 8Ø16 16.08 Đạt Mái 20 30 8Ø14 12.32 Không đạt b) Dầm Thép Ast Sơ đồ bố trí thép Kết (cm2) 122 BẢNG KIỂM TRA DẦM TRỤC Cấp bền BT: Tầng Đoạn dầm B20 Tiết diện A-B 0.5L L A-B 0.5L L Mái A-B 0.5L L M b (kN.m) (cm) -75.73 20 30.78 20 19.42 20 36.75 20 -67.90 20 38.33 20 -59.56 20 8.65 20 23.19 20 28.46 20 -55.31 20 12.98 20 -28.03 20 5.05 20 17.19 20 20.29 20 -27.91 20 5.16 20 Rb = 11.5 Mpa Eb = 27,000 Mpa h (cm) 35 35 35 35 35 35 35 35 35 bf' (cm) 20 120 120 120 20 120 20 120 120 120 20 120 20 120 120 120 20 120 hf' (cm) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Cốt thép C.thép: AII Rs=Rsc= 280 Es= AsTT (cm ) Mpa ξR= 0.623 210,000 Mpa αR= 0.429 a ho (cm) (cm) ξ αm Mgh (kN.m) Kết luận Trên 4Ø16 8.04 6.10 28.9 0.28 0.241 46.22 Không đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 31.1 0.18 0.161 35.89 Đảm bảo Trên 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Dưới 2Ø16 + 2Ø18 9.11 5.97 29.0 0.32 0.267 51.67 Đảm bảo Trên 4Ø16 8.04 3.80 31.2 0.28 0.241 53.87 Không đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 31.1 0.18 0.161 35.89 Không đảm bảo Trên 4Ø16 8.04 6.10 28.9 0.28 0.241 46.22 Không đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 31.1 0.18 0.161 35.89 Đảm bảo Trên 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Dưới 2Ø16 + 2Ø18 9.11 5.97 29.0 0.32 0.267 51.67 Đảm bảo Trên 4Ø16 8.04 3.80 31.2 0.28 0.241 53.87 Không đảm bảo Dưới 2Ø18 5.09 3.90 31.1 0.18 0.161 35.89 Đảm bảo Trên 4Ø14 6.16 5.90 29.1 0.21 0.191 37.25 Đảm bảo Dưới 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Trên 2Ø14 3.08 3.70 31.3 0.11 0.101 22.84 Đảm bảo Dưới 2Ø14 + 2Ø16 7.10 5.75 29.2 0.25 0.216 42.59 Đảm bảo Trên 4Ø14 6.16 3.70 31.3 0.21 0.191 43.09 Đảm bảo Dưới 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo 123 c) Chuyển vị đỉnh Chuyển vị đỉnh lớn nhất: ∆ = 9,8cm = 0,098m => ∆/H = 0,098/10,5 = 0,0093 > [f] = 1/500 = 0,002 => Cơng trình khơng đảm bảo chuyển vị đỉnh d) Chuyển vị tương đối tầng Chuyển vị ngang tương đối tầng tầng có giá trị ∆ > 0,005 => Cơng trình khơng đảm bảo chuyển vị ngang tương đối Kết luận: Khung ngang trục – Nhà Ông Cường tác dụng tải trọng động đất: - Cột: Nội lực cột tầng tăng dẫn đến cột không đảm bảo khả chịu lực - Dầm: Đối với dầm khung ngang nhà tầng, nội lực đầu dầm tăng dẫn đến không đảm bảo khả chịu lực Các dầm dọc nhà, nội lực tăng không đáng kể, đảm bảo khả chịu lực Qua khảo sát, khung trục không đủ khả chịu lực động đất xảy Nhà Bà Hằng (2,5 tầng) Đối với cơng trình này, tác giả chọn khung trục C để tính tốn, kiểm tra 5.1 Đánh giá phù hợp bố trí hệ kết cấu tổng thể 5.1.1 Tính đặn mặt Cơng trình thiết kế đảm bảo tiêu chí đặn mặt trình bày mục 2.2.2.1, Luận văn theo quy định điểm 4.2.3.2, tiêu chuẩn TCVN 9386-2012 5.1.2 Tính đặn mặt đứng Cơng trình thiết kế khơng đảm bảo tiêu chí đặn mặt đứng trình bày mục 2.2.2.2, Luận văn theo quy định điểm 4.2.3.3, tiêu chuẩn TCVN 9386-2012 5.2 Đánh giá phù hợp cấu tạo kết cấu 5.2.1 Vật liệu - Cơng trình sử dụng bê tơng cấp độ bền B20 (M250) cho khung có Rb= 11,5MPa < 13,3MPa (C16/20) => Không đảm bảo yêu cầu tối thiểu - Cơng trình sử dụng thép có gờ, nhóm thép AII làm cốt chịu lực cho khung chịu lực chính, Rs = 280MPa, giới hạn chảy 290MPa Khơng đảm bảo u cầu tối thiểu 5.2.2 Kích thước hình học Cấu kiện Yêu cầu theo tiêu chuẩn Cấu tạo cơng trình thi cơng Đánh giá Ghi Dầm θ ≤ bc/4 = 0,0625m θ = 0,025m Phù hợp θ: Khoảng cách trục qua trọng tâm dầm, cột 124 Cột bw ≤ {bc + hw; 2bc} = 0,5m bw = 0,2m Phù hợp hc ≥ l/10 = 0,2m hc = 0,2m Phù hợp bw : Chiều rộng dầm kháng chấn 5.2.3 Cấu tạo Cấu kiện Yêu cầu theo tiêu chuẩn Cấu tạo cơng trình thi cơng Bố trí thép vùng nén ≥ 1/2 thép vùng kéo  ≤ max = 0,0245 Đánh giá Phù hợp  = 0,0118 Phù hợp Dầm : Hàm lượng thép vùng kéo : Hàm lượng thép vùng kéo bé suốt chiều dài dầm  ≥ min = 0,0016  = 0,0101 Phù hợp dbw ≥ dbw = Phù hợp dbw: Đường kính cốt đai sbw ≤ smin = 87,5 mm sbw = 100 Không phù hợp sbw: Khoảng cách cốt đai 0,01 ≤ 1 ≤ 0,04 1 = 0,025 Phù hợp wd = 7,53> 0,087 Phù hợp Sự bó chặt lõi bêtông dbw ≥ dbw = Phù hợp dbw: Đường kính cốt đai s ≤ smin = 55 mm sbw = 100 Không phù hợp sbw: Khoảng cách cốt đai  bc    0,035  b0  wd  30  d  sy ,d  Cột Ghi 1: Tổng hàm lượng cốt thép dọc ld ≤ 200 ld = 110 Phù hợp ld: Khoảng cách cốt thép dọc cạnh Nút dầm – cột dbw ≥ Khơng bố trí Khơng phù hợp Cốt đai nút Móng bw,min = 0,25m, hw,min = 0,4m Dầm móng bxh = 0,2x0,3m Khơng phù hợp 125 5.3 Đánh giá độ bền kết cấu 5.3.1 Tải trọng động đất - Địa điểm xây dựng: Quận Ngũ Hành Sơn, thành phố Đà Nẵng; - Gia tốc nền: agR = 0,0674g; - Hệ số tầm quan trọng: γ1 = 0,75; - Loại đất thiết kế: D; - Hệ số ứng xử: Do số điều kiện cấu tạo, kích thước hình học, … hệ kết cấu chưa đảm bảo nên vào quy định mục 2.2.2, TCVN 9386-2012, chọn q = 1,5; - Gia tốc thiết kế: ag = γ1.agR = 0,0506g Bảng lực cắt đáy cao trình sàn tầng: * Phương OX BẢNG PHÂN PHỐI LỰC CẮT ĐÁY LÊN CAO TRÌNH TẦNG Mode Mode Mode Mode Chu kì dao động T1 = 0.624 0.075 0.066 0.064 Phổ thiết kế Sd(T) = 0.114 0.071 0.068 0.067 Trọng lượng hữu hiệu Wi,1 = 1806.2 992.5 1194.6 897.8 Lực cắt đáy FX,1 205.4 70.6 81.4 60.5 STT Tầng Wj (kN) Mode Mode Mode Mode Story2 1251.9 90.832 78.5026 83.30764 70.2519 Story3 694.1 86.319 -8.2907 -1.59276 -9.7378 Story4 132.4 28.284 0.3955 -0.30393 Mode Mode Mode Mode * Phương OY BẢNG PHÂN PHỐI LỰC CẮT ĐÁY LÊN CAO TRÌNH TẦNG Chu kì dao động T1 = 0.636 0.161 0.158 0.098 Phổ thiết kế Sd(T) = 0.114 0.100 0.099 0.079 Trọng lượng hữu hiệu Wi,1 = 1893.7 467.8 515.9 931.2 Lực cắt đáy FX,1 215.4 47.0 51.2 73.6 STT Tầng Wj (kN) Mode Mode Mode Mode Story2 1251.9 101.7 69.5057 73.34118 84.0531 Story3 694.1 87.292 -24.086 -23.2367 -10.966 Story4 132.4 26.384 1.53201 1.108488 0.5231 126 5.3.2 Tính tốn kiểm tra kết cấu a) Cột Tầng Tiết diện Cx Cy Cột trục (C7) Thép cột bố trí Thép Ast Sơ đồ bố trí thép Kết (cm) (cm) 25 20 4Ø20 12.56 Đạt 20 20 4Ø18 10.17 Không đạt Tầng Tiết diện Cx Cy (cm ) Cột trục (C10) Thép cột bố trí Thép Ast Sơ đồ bố trí thép Kết (cm) (cm) 25 20 4Ø20 12.56 Không đạt 20 20 4Ø18 10.17 Không đạt Tầng Tiết diện Cx Cy (cm ) Cột trục (C6) Thép cột bố trí Thép Ast Sơ đồ bố trí thép Kết (cm) (cm) 25 20 4Ø20 12.56 Không đạt 20 20 4Ø18 10.17 Không đạt b) Dầm (cm ) 127 BẢNG KIỂM TRA DẦM KHUNG TRỤC C Cấp bền BT: B20 Rb = 11.5 Mpa Eb = 27,000 Tầng Đoạn dầm Tiết diện 1-2 0.5L L 2-3 0.5L L Mái 1-2 0.5L L 2-3 ' M b h bf (kN.m) (cm) (cm) (cm) -23.44 20 16.45 20 12.59 20 25.67 20 -38.62 20 -9.17 20 34.93 20 -4.60 20 -12.41 20 24.69 20 30.57 20 17.24 20 -9.74 20 9.72 20 15.81 20 21.56 20 -24.86 20 -11.62 20 -20.31 20 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 20 120 120 120 20 20 120 20 20 120 120 120 20 120 120 120 20 20 20 C.thép: AII Mpa hf ' (cm) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Cốt thép Rs=Rsc= 280 Es= As TT (cm 2) Mpa ξR= 0.623 210,000 Mpa αR= 0.429 a ho (cm) (cm) ξ αm Mgh (kN.m) Kết luận Trên 2Ø14 + 2Ø16 7.10 5.75 29.2 0.25 0.216 42.59 Đảm bảo Dưới 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Trên 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Dưới 3Ø16 6.03 3.80 31.2 0.21 0.188 42.05 Đảm bảo Trên 4Ø16 8.04 6.10 28.9 0.28 0.241 46.22 Đảm bảo Dưới 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Trên 4Ø16 8.04 6.10 28.9 0.28 0.241 46.22 Đảm bảo Dưới 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Trên 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Dưới 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Trên 2Ø14 + 2Ø16 7.10 5.75 29.2 0.25 0.216 42.59 Đảm bảo Dưới 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Trên 2Ø14 + 2Ø16 7.10 5.75 29.2 0.25 0.216 42.59 Đảm bảo Dưới 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Trên 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Dưới 3Ø16 6.03 3.80 31.2 0.21 0.188 42.05 Đảm bảo Trên 4Ø16 8.04 6.10 28.9 0.28 0.241 46.22 Đảm bảo Dưới 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Trên 4Ø16 8.04 6.10 28.9 0.28 0.241 46.22 Đảm bảo 128 0.5L L -9.24 20 9.35 20 13.08 20 -12.05 20 6.89 20 20 35 35 120 120 20 120 10 10 Dưới 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Trên 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Dưới 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo Trên 2Ø14 + 2Ø16 7.10 5.75 29.2 0.25 0.216 42.59 Đảm bảo Dưới 2Ø16 4.02 3.80 31.2 0.14 0.130 29.13 Đảm bảo 129 c) Chuyển vị đỉnh Chuyển vị đỉnh lớn nhất: ∆ = 14,6cm = 0,146m => ∆/H = 0,146/17,8 = 0,0082 > [f] = 1/500 = 0,002 => Cơng trình khơng đảm bảo chuyển vị đỉnh d) Chuyển vị tương đối tầng Chuyển vị ngang tương đối tầng có giá trị ∆ > 0,005 => Cơng trình khơng đảm bảo chuyển vị ngang tương đối Kết luận: Khung ngang trục C – Nhà Bà Hằng tác dụng tải trọng động đất: - Cột: Nội lực cột tầng tăng dẫn đến cột không đảm bảo khả chịu lực - Dầm: Đối với dầm khung ngang nhà tầng, nội lực đầu dầm tăng, nhiên dầm bố trí thép lớn nên dầm đảm bảo khả chịu lực Các dầm dọc nhà, nội lực tăng không đáng kể, đảm bảo khả chịu lực Qua khảo sát, khung trục C không đủ khả chịu lực động đất xảy s6: eONG UOA xA HOI eHU NGHiA VIET NAM DQc I~p - TV' - H~nh philc DA NANG TRU'ONGt)~I HQC BAcH KHOA 10AIl-lQC DC!N{tng, ngC!y 31 thang nom 2017 1793/QD-DHBK-DT QUYETDINII ve vi~c giao d~ tai va rrach nhiem ciia nguo'j lurong d~n lu~n van thac nrtu TRU'ONG TRU'ONG D~I sy HOC BAcH KHOA Can cir Nghi dinh s6 32/CP 04 thang nam 1994 ella Chinh phu v~ viec I~p D[,1ihoc D,1 NRng; Can ell' Thong tu s6 08/2014/TT-BGDDT 20 thang nam 2014 cua BO tnrong Bo Gino d\IC va Dao tao v~ viec ban hanh Quy eh~ t6 chirc va hoat dong cua dai hoc vung va cac co so gino d\ICdai hoc vien; Quyet dinh s6 6950IQD-DHDN 01 thang 12 113m 2014 ella Gi,l111 d6c Dai hoc Da N5ng v~ viec ban hanh Quy dinh nhiem vu, quyen han cua Dai hoc D::\ N51lg, cac ca so' giao due dai hoc vien va cac dan vi tqrc thuoe; Can ell' Thong 130 Ghlo d~IC va Dao 598/QD-DllBK Quy clinh dEIDt~]() trlnh tll' s6 15/2014/TT-BGD&DT 15 thang nam 2014 eLla BO truang t~o v~ vi~e ban hanh Quy eh~ Dao t~o tr1nh dO Th:;te sy; Quy~t dinh s6 27/12/2016 ella Hi~u truo'ng tnrcmg D~i hQc Bach khoa v6 vi~c ban hanh dO (h~e sy; Can ell' QlIy~t dinh s6 25/DHBK-DT 07/0112016 ella Hi~u truang twang D:;tihQe Belch Khoa vb \:i~c cong nh~n hQc vien cao hQc tril11gtuyen; Can ell' To' 11'1nhs6 10/TTr-XDDDCN 16 thang nam 2017 Clta khoa Xay dvng d[ln d~lng va cong nghi~p v6 vi~c Quy~t dinh giao d~ tai va ngLJo'iIm6'ng d§n lu~n van th~c sy cho hqe vien cao hQCchuyen nganh Ky thu~t xay d\mg eong tr1nh dan d\lng VEl eong nghi~p, khl)a 32; Xet d@.I1ghiella Tnr6'ng Ph6ng DElOt~o, QUYETDINH Di~1I I Giao cho hQc Vierl cao hge Nguy~n Nh~t Trinh, 16'pK32.XDD, chuyen ngimh KJI {/W(7t xay d(rng cong trinh dan chmg va cong nghi¢p, thvc hi~n c1€ tai lu~n van "Danh gia kh6 niing khang chim cila In(Jt so cong trinh hi¢n hteu tc;i Thcmh pht5 Da Nang", du6'i s~rIm6'ng cI~n ci'Ja PGS, 7S Trc7nQuang Hlmg, Truong DC;ih9C Bach KhO(l - DC;ih9CDit Nang J)i~u HQc vien cao hQe va nguai hLJ6'ngd§n c6 ten 6' Di~u oUQ'chuang cae quy6n Iqi va [lwe hi~n nhi~m V\l theo c1lll1gquy ch~ dao t(;lOth~e sy hi~n hanh clla BO Giao DaD l~o, qlly djnh dao t~\Ot1we sy eua Truang D~i hQCBach khoa I)i~tl d~lC va 3, Cac ong/ba Tru'o'ng Ph6ng Dao t~o, Trll'ang ph6ng K~ hOl;1ch- Taj chinh, Tnr6ng khoa Xfly d~rng clan d~lJ1gva cong nghi~p, ngmJi Im6'ng cl§n lu~n van va hQCvien c6 ten 6' Di6u I can ell' Quy~t djnh 1hi hanh.l ~ Noi 1/11(ill: - NIHI' di611 J; - LUll: 1)11()l1g ~)' I' PGS.TS Le Thi Kim Oanh ... KHOA NGUYỄN NHẬT TRÌNH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG CHẤN CỦA MỘT SỐ CƠNG TRÌNH HIỆN HỮU TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình Dân dụng công nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN... cơng trình thành phố Đà Nẵng phê duyệt, thi công xây dựng Mô lại hệ kết cấu phần mềm tính tốn Etabs 9.7.4 Tính tốn bổ sung tải trọng động đất tác dụng lên công trình theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN... ứng với dạng dao động theo công thức từ (2.1) đến (2.4) mục 2.1.2 Bước 3: Xác định tổng lực cắt chân cơng trình tương ứng với dạng dao động thứ i theo phương X theo công thức sau: FX ,i  S d